(57)【要約】【解決手段】石英ガラス製チップ２の表面に二酸化チタンの懸濁液を塗布し、例えば４００〜５５０℃の高温で焼成して二酸化チタン担持層３を形成した光触媒モジュール１とこれを用いた被処理水の処理装置。【効果】石英ガラス製のチップ２の表面に二酸化チタン触媒が強固に担持されるため、紫外線照射による二酸化チタンの光触媒作用を用いた被処理水の処理において、処理中に二酸化チタン触媒の剥離がなく、被処理水の処理を行うことができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英ガラス製チップの表面に二酸化チタン担持層を設けたことを特徴とする光触媒モジュール。
【請求項２】
石英ガラス製チップの表面が凹凸面である請求項１記載の光触媒モジュール。
【請求項３】
石英ガラス製チップが１又は２以上の貫通孔を有する請求項１の光触媒モジュール。
【請求項４】
石英ガラス製チップの表面に二酸化チタンの懸濁液を塗布して高温で焼成して二酸化チタン担持層を形成することを特徴とする光触媒モジュールの製造方法。
【請求項５】
内部に紫外線ランプを設置し、該紫外線ランプの周囲に光触媒モジュールを装填した被処理水の処理装置。
【請求項６】
中央に挿通孔を有する複数の基台の挿通孔に紫外線ランプを挿通するとともに、基台上には複数の光触媒モジュールを装填した請求項５記載の処理装置。
【請求項７】
中央の挿通孔を中心に放射状に複数の光触媒モジュールを装填した請求項６記載の処理装置。
【請求項８】
中央に挿通孔を有する複数の基台の挿通孔に紫外線ランプを挿通し、該紫外線ランプの周囲に複数の光触媒モジュールを配列するともに、該光触媒モジュールを上記基台で挟持する請求項５記載に処理装置。
【請求項９】
紫外線ランプの周囲に一重又は二重以上の光触媒モジュール配列を形成した請求項８記載の処理装置。
【請求項１０】
基台に複数の通水孔を形成した請求項６又は８記載の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
この発明は、被処理液体の処理効率を高めるようにした光触媒モジュールとこれを用いた被処理水の処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本願発明者は先に紫外線を使用した被処理水又は気体の処理方法としては、金属乃至繊維からなる糸の束、或はこれらの糸で構成される不織布に、二酸化チタン等の懸濁液をコーティングし、室温から６００℃乃至７００℃の最終温度にまで加熱上昇して焼成して得られたフィルターに紫外線を照射すると共に、被処理液体或は気体をフィルターに接触させるようにした紫外線殺菌方法を提案した(特願平11−321932号)。
【０００３】
また、金属乃至繊維からなる複数本の糸を縒って撚線とし、この撚線をチアゾニル液に浸して高温で焼成して得られた光触媒モジュールとこれを用いた反応装置を提案した(特願2001−363743)。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これら金属乃至繊維からなる糸の束、或はこれら糸で構成される不織物に表面に二酸化チタン等の懸濁液をコーティングしたり、或は金属乃至繊維からなる糸の束、或はこれら糸で構成される不織物を二酸化チタン等の懸濁液に浸漬した場合には、金属乃至繊維の糸の表面に二酸化チタン担持層が形成される。
【０００５】
しかし、この二酸化チタン担持層は糸の表面に付着しているに過ぎないため、紫外線照射中に欠落し易く、また二酸化チタン担持層が糸の表面より欠落すると、光触媒効果が著しく失われてしまう。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上記実情に鑑み、石英ガラス製チップの表面に二酸化チタン担持層を設けた光触媒モジュールを提案するものである。
【０００７】
【発明の実態の形態】
この発明において使用する石英ガラス製チップとしては、例えば径３.０mm、長さ２６mm程度の円筒状のものを使用し、二酸化チタン担持層は、石英ガラス製チップの表面に二酸化チタンの懸濁液を塗布し、或は石英ガラス製チップを二酸化チタンの懸濁液に浸漬した後、例えば４００〜５５０℃の高温で焼成して形成することができる。
【０００８】
このようにして得られた光触媒モジュールは可視光線乃至紫外線によって廃水乃至用水等の被処理水を処理する際の触媒として使用されるが、石英ガラス製チップの表面に二酸化チタン担持層が形成されているため、被処理水の処理中においてもチップ表面より二酸化チタン担持層が剥離することなく、したがって長時間に亙って二酸化チタンの光触媒作用が持続し、被処理水内の有機物等の分解処理が効果的に行われる。
【０００９】
また、この発明で使用する石英ガラス製チップには可視光線乃至紫外線に対して透過性があり、このため二酸化チタン担持層には可視光線乃至紫外線がチップの外部から照射される他にチップ内部からも照射されるので、二酸化チタンによる光触媒作用が高められる。
【００１０】
なお、この発明において石英ガラス製チップの表面を凹凸面にしておけば、二酸化チタン担持層と被処理水との接触が増大して被処理水の処理効果を高めることができる。
【００１１】
更に、この発明において石英ガラス製チップに１又は２以上の貫通孔を形成しておけば、被処理水は貫通孔を通って未接触の二酸化チタン担持層とも接触することができ、被処理水の処理効果を高めることができる。
【００１２】
また、この発明においては上記光触媒モジュールを用いた被処理水に処理装置として内部に紫外線ランプを設置し、該紫外線ランプの周囲に上記光触媒モジュールを装填した被処理水の処理装置を提案するものである。
【００１３】
このような被処理水の第一処理装置としては、中央に挿通孔を有する複数の基台の挿通孔に紫外線ランプを挿通するとともに、基台上には複数の光触媒モジュールを装填したものを提案する。
【００１４】
ここで、基台としては中央に挿通孔を有するステンレス或はチタンなど非腐食性金属製の円板を使用でき、この場合複数の光触媒モジュールは円板上に例えば中央の挿通孔を中心に放射状に装填することができる。
【００１５】
なお、基台上には予め上記のようにして二酸化チタン担持層を形成した石英ガラス製チップを装填してもよいが、石英ガラス製チップを基台上に装填した後、基台毎二酸化チタンの懸濁液中に浸漬してから、高温焼成して石英ガラス製チップ及び基台表面に二酸化チタン担持層を形成したものを使用してもよい。
【００１６】
この発明における被処理水の第二処理装置としては、中央に挿通孔を有する複数の基台の挿通孔に紫外線ランプを挿通し、該紫外線ランプの周囲に複数の光触媒モジュールを配列するとともに、該光触媒モジュールを上記基台間で挟持したものを提案するものである。
【００１７】
なお、第一処理装置は第二処理装置に比べて光触媒モジュールの装填密度が高く、このため被処理水の処理効率が考えられるが、実験はこれと逆の結果が得られ、これは光触媒モジュールの装填密度が高くなると、紫外線の照射が光触媒モジュールによって妨げられるためであると考えられる。
【００１８】
また、第二処理装置では光触媒モジュールが紫外線ランプに対向状に設けられているため、ランプより照射される紫外線が石英ガラス製チップ内部に透過され、石英ガラス製チップの表面に形成された二酸化チタン担持層は石英ガラス製のチップの外部と内部から紫外線の照射を受けて二酸化チタンの光触媒作用を高めることになる。
【００１９】
このため、中央に挿通された紫外線ランプが装置内壁まで届くように、光触媒モジュールを第一処理装置に使用するものに比べて長いものを使用し、更にこれらの光触媒モジュールをできるだけ装置内壁に沿って配列することが好ましい。
【００２０】
なお、第一装置及び第二装置において、装置内に送入された被処理水は主には紫外線ランプが貫通した挿通項の間を通って出口方向に送出されるが、基台にも多数の通水孔を形成し、これを通過させるようにしてもよい。
【００２１】
【実施例】
以下、この発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明すると。１は円筒上の石英ガラス製チップ２の表面に二酸化チタン担持層３を形成してなる光触媒モジュールである。
【００２２】
光触媒モジュール１は、石英ガラス製チップ２の表面にチアニゾル液を塗布し、４００〜５５０℃の高温で焼成して二酸化チタン担持層３を形成する。
【００２３】
なお、図２は被処理水との接触面積を増大させるために、石英ガラス製のチップ２の表面を凹凸面にした例を示すものであり、図３は石英ガラス製チップ２の内部に貫通孔４を形成した例、図４は石英ガラス製のチップ２に方向の異なる２以上の貫通孔４ａ、４ｂを形成した例を示すものであり、これによれば被処理水は貫通孔４ａ、４ｂ内も通過するので、光触媒モジュール１，…と接触する機会が増え、光触媒モジュール１，…による光触媒作用を増大させることができる。
【００２４】
一方、図５は複数の基台５，…の挿通孔６，…に紫外線ランプを挿通するとともに、基台５，…上には複数の光触媒モジュール１を装填したこの発明に係わる被処理水の第一処理装置を示すものである。
【００２５】
基台５は、この実施例ではステンレス製の円板であり、基台５の中央には紫外線ランプ７の挿通穴６が形成され、その四隅には支持杆８の挿通穴９が形成され、更にその表面には多数の通水孔１０が形成され、更にその上面と下面には挿通穴６を中心に放射状に光触媒モジュール１，…が装填される。
【００２６】
以上のように、石英ガラス製チップ２，…を装填した基台５はチアゾニル液中に浸漬した後、４００〜５５０℃の高温で焼成して石英ガラス製チップ２と基台５の表面に二酸化チタン担持層３を形成し、石英ガラス製チップ２の表面に二酸化チタン担持層３が形成されることにより光触媒モジュール１，…が得られる。
【００２７】
このようにして光触媒モジュール１，…を装填した複数の基台５は、四隅に形成した挿通穴９に支持杆８を挿通し、中央の挿通穴６に紫外線ランプを挿通して処理装置本体１１内に装填する。
【００２８】
被処理水は処理装置本体１１に下端に設けられた入口部１２より装置内に送り込まれ、挿通穴６、通水孔１０等を通って紫外線ランプ５に沿って上昇し、処理装置本体１１に上端に設けられた出口部１３より外部に排出される。
【００２９】
その間に、紫外線ランプ５より２５３.７nmを中心とした波長の紫外線が照射され、被処理水はこの紫外線照射を受け、更に担持層３に担持された二酸化チタンによる光触媒作用と相俟って被処理水中の有機物等の分解処理が効果的に行われる。
【００３０】
図８は中央に挿通孔を有する複数の基台の挿通孔に紫外線ランプを挿通し、該紫外線ランプの周囲に複数の光触媒モジュールを配列するとともに、該光触媒モジュールを基台１４，１４間で挟持するこの発明に係わる被処理水の第二処理装置を示すものである。
【００３１】
基台１４は、ステンレス製円板形状で、第一装置に使用される基台５と同様に、その中央には紫外線ランプ７の挿通穴６が形成され、その四隅には支持杆８の挿通穴９が形成され、更にその内部に沿って等間隔で取付孔１５，…が形成される。
【００３２】
以上のように構成される基台は１４，…は所定間隔を置いて上下方向に積層し、上下の基台１４と１４の対向する取付孔１５，…と１５，…には径３.０mm、長さ２００mmの石英ガラス製チップ２，…の端部を装着する。
【００３３】
このように石英ガラス製チップ２，…を装填して積層された基台１４，…はチアニゾル液中に浸漬した後、４００〜５５０℃の高温で焼成して石英ガラス製チップ２と基台１４，…の表面に二酸化チタン担持層３を形成し、石英ガラス製チップ２の表面に二酸化チタン担持層３が形成されることにより光触媒モジュール１，…が得られる。
【００３４】
更に、基台１４，…には四隅に形成した挿通穴９に支持杆８を挿通し、中央の挿通穴６に紫外線ランプ７を挿通して処理装置本体１１内に装填し、これにより処理装置１１内にはその長手方向に沿って紫外線ランプ７の周囲に一重の光触モジュール１，…が配列される。
【００３５】
被処理水は、上記第一処理装置と同様に、処理装置本体１１の下端に設けられた入口部１２より装置内に送り込まれ、挿通穴６、通水孔１０等を通って紫外線ランプ５に沿って上昇し、処理装置本体１１の上端に設けられた出口部１３より外部に排出され、その間に紫外線ランプ５より２５３.７nmを中心とした波長の紫外線が照射され、被処理水はこの紫外線照射を受け、更に光触媒モジュール１，…の光触媒作用と相俟って被処理水の処理が行われる。
【００３６】
しかし、この発明では紫外線ランプ７の周りに、出来るだけ処理装置本体１１の内壁に沿って光触媒モジュール１，…が配列されているため、上記第一処理装置に比べて中央に挿通された紫外線ランプ７から照射される紫外線が何者にも妨害されることなく、処理装置本体１１の内壁まで届き、このため第一処理装置に比べてより効果的な被処理水の処理が行われる。
【００３７】
なお、以上の実施例では紫外線ランプ７の周囲に一重の光触モジュール１，…配列を形成する例について述べたが、図１１に示すように中央の挿入穴６の周りに二重乃至三重の取付孔１４，…を設けた基台１５を使用すれば、紫外線ランプ７の周囲に二重乃至三重の光触媒モジュール１，…を配列することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上要するに、この説明によれば石英ガラス製チップの表面に二酸化チタン触媒が強固に担持されているため、紫外線照射による二酸化チタンの光触媒作用を用いた被処理水の処理において、処理中に二酸化チタン触媒の剥離がなく、被処理水の処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係わる光触媒モジュールの一例を示す一部切欠した斜視図(Ａ)と断面図(Ｂ)
【図２】この発明に係わる光触媒モジュールの他の一例を示す一部切欠した斜視図(Ａ)と断面図(Ｂ)
【図３】この発明に係わる光触媒モジュールの更に他の一例を示す一部切欠した斜視図(Ａ)と断面図(Ｂ)
【図４】この発明に係わる光触媒モジュールの更に他の一例を示す一部切欠した斜視図(Ａ)と断面図(Ｂ)
【図５】この発明に係わる光触媒モジュールを使用した被処理水の第一処理装置の全体図
【図６】同上の第一処理装置に使用する光触媒モジュールを装填した基台の一部切欠した平面図
【図７】図６のＡ−Ａ線断面図
【図８】この発明に係わる光触媒モジュールを使用した被処理水の第二処理装置の全体図
【図９】同上の第二処理装置に使用する基台の平面図
【図１０】光触媒モジュールを同上の基台の側面図
【図１１】同上の第二処理装置に使用される他の基台の平面図
【符号の説明】
１は光触媒モジュール
２は石英ガラス製チップ
３は二酸化チタン担持層
４、４ａ、４ｂは貫通孔
５は第一処理装置に使用するステンレス製基台
６は挿通孔
７は紫外線ランプ
８は支持杆
９は挿通孔
１０は通水孔
１１は処理装置本体
１２は入口部
１３は出口部
１４は第二処理装置に使用するステンレス製基台
１５は取付孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006181394.tif 000009
【図８】
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【図９】
2006181394.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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